EP0678952B1 - Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage - Google Patents

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EP0678952B1
EP0678952B1 EP94110054A EP94110054A EP0678952B1 EP 0678952 B1 EP0678952 B1 EP 0678952B1 EP 94110054 A EP94110054 A EP 94110054A EP 94110054 A EP94110054 A EP 94110054A EP 0678952 B1 EP0678952 B1 EP 0678952B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
angle
longitudinal axis
isolator
contact
axis
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94110054A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0678952A1 (de
Inventor
Daniel Bleiker
Sven Forss
Herbert Schifko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Publication of EP0678952A1 publication Critical patent/EP0678952A1/de
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Publication of EP0678952B1 publication Critical patent/EP0678952B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H2009/0292—Transparent window or opening, e.g. for allowing visual inspection of contact position or contact condition

Definitions

  • the invention is based on a separator for a metal-enclosed gas-insulated high-voltage switchgear according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a prior art, as it is for example from the published patent application DE-A1-42 10 545 results.
  • a Disconnector for a metal-enclosed gas-insulated high-voltage switchgear described, with two in the insulating gas-filled Metal encapsulation arranged and along one Axis contactable or separable from each other Switch pieces, each with a pin-shaped, axial extended pre-ignition contact, which in one of the two contact pieces is designed as a follow-up contact, and with a the pre-ignition contact of a fixed two contact pieces coaxial surrounding fixed contact and one on a movable Both contact pieces provided running contact, which a permanent current path in the switch-on position with the fixed contact forms.
  • This separator has a comparatively large axial extent out. This is due to the fact that both the actual isolating distance of the isolator as well as all of them moving parts lie on an axis that is with the Longitudinal axis of the live active parts of the gas-insulated Switchgear collapses.
  • Patent application FR-A-2 346 884 shows one metal-enclosed gas-insulated high-voltage switchgear with a disconnector arrangement in which the contact carrier in each case two elaborate bends and some of them a comparatively large distance from the longitudinal axis of the have respective busbars, so that in Short circuit case due to these bends in the current path considerable electrodynamic forces occur.
  • the invention as defined in claim 1 the task is based on a separator for a metal encapsulated gas-insulated high-voltage switchgear at the beginning Specify the type mentioned, its dimensions in axial Direction are comparatively small.
  • the isolator is for a metal-enclosed gas-insulated high-voltage switchgear intended. It has two in one a longitudinal axis, insulating gas-filled housing arranged contact carrier, with a designed as a separation path Distance between opposing surfaces of the two contact carriers.
  • the separator is with a contact arrangement movable along an actuation axis provided that when the disconnector is switched on bridging the distance in an electrically conductive manner.
  • Axial direction space-saving separator arrangement is thereby achieved the longitudinal axis of the housing and the actuation axis of the separator with each other a first angle form, and that the surfaces of the two contact carriers in the Area of the separation line run parallel to each other and angled from the longitudinal axis by a second angle are.
  • Particularly favorable isolator designs result when the sum of the angles of the first angle and the second angle gives a value of 90 °.
  • the second angle can be in a range from 25 ° to 35 °, but preferably at 30 ° lie.
  • the surfaces of the two contact carriers point in the area the separation distance from the actuation axis of the disconnector a third angle.
  • the third angle becomes right Angle formed, so there is an expedient embodiment of the separator.
  • a particularly short assembly results from the fact that in the housing on both sides of the isolating section at least one Installation option for a one with a built-in axis Earthing is provided.
  • the open isolating section of the isolator is insulated very reliably using SF 6 .
  • the isolator When disconnected, the isolator has an optimal nominal current carrying capacity, a very good short-circuit current carrying capacity and surge current resistance. It also has a reliable switching capacity with small capacitive currents, and it also masters switching when the busbar is changed without interruption.
  • the isolator has separate contact systems for the continuous current supply and for the actual switching process.
  • the permanent current contacts are simple and reliable, they have a minimal number of individual parts.
  • the contact movement takes place by means of an electrically operated disconnector drive, which is arranged outside the separator housing filled with SF 6 gas, but the disconnector can also be driven by hand.
  • Such a configuration advantageously facilitates maintenance work.
  • the isolator is equipped with a mechanically coupled position indicator, and a sight glass can be provided for an endoscope to check the position of the contacts.
  • FIG. 1 shows a schematically represented side view an outlet field 1 of a metal-encapsulated gas-insulated Switchgear.
  • This outlet field 1 has a support frame 2 on, which is made of a metal profile. At the corners of the support frame 2, angle profiles 3 are attached, which the connection of the support frame 2 with a foundation 4 to serve. This connection can be non-positive be, but it can also slide on the support frame 2 one embedded in the foundation 4 and not shown here Allow mounting rail.
  • the busbars 5 vertically one above the other on one or both sides the vertically placed circuit breaker 6 is arranged.
  • the Outlet is provided with a current transformer 7, the one Disconnector 8 is connected downstream.
  • the separator 8 On both sides of the separator 8 here is an earth electrode 9, 10 in the housing of the Isolator 8 installed. After the disconnector 8 is a voltage converter 11 provided. A cable connection 12 connects that outgoing high-voltage cable 13 with the gas-insulated Switchgear.
  • the busbars 5 each have one Longitudinal axis. The longitudinal axes of each of the two Busbar systems are vertical in one plane on top of each other.
  • the housing 14 shown separately and simplified in FIG. 2 the separator 8 has a wall made of metal.
  • the housing 14 becomes pressure-tight from an aluminum alloy poured.
  • the housing 14 has six with flanges 15 to 20 openings provided.
  • the housing 14 has also a longitudinal axis 21, which at the same time the Central axis of the active parts opening into the housing 14 represents the gas-insulated switchgear.
  • the one with the Flanges 15 and 16 provided openings are at the Isolator assembly with one partition isolator 22, 23 each sealed gastight, as shown schematically in Fig.3 is.
  • the opening provided with the flange 17 becomes when installing the isolator with a metallic cover 24 provided, which has a flange 25 which with the flange 17 is screwed gas-tight. Opposite the flange 25 is a further flange 26 is attached to the cover 24. Of the Flange 26 is used to attach a pressure-resistant bushing for one in a switching operation of the disconnector 8 in Direction of an actuating axis 27 movable insulating rod 28. The insulating rod 28 moves through one Disconnector drive 29 also connected to the flange 26 driven, the movable, highly schematized Contact arrangement 30 of the disconnector 8.
  • the movable Contact arrangement 30 is of a dielectric type Shield 30a surrounded by the insulating rod 28th is penetrated.
  • the longitudinal axis 21 and the actuation axis 27 lie in one plane and they intersect at an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is carried out here at 60 °.
  • Through the interface 31 of the longitudinal axis 21 with the Actuating axis 27 leads a further axis 32, which with the Actuating axis 27 forms an angle ⁇ , which here as right angle is formed.
  • the axis 32 forms with the Longitudinal axis 21 an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is 30 ° here executed.
  • angles ⁇ are also possible if the other angles are modified accordingly, an angular range from 25 ° to 35 ° for this angle ⁇ can be useful realize. It affects the arrangement of the Isolator 8 is advantageous when the sum of the angles of the angle a and the angle ⁇ 90 °.
  • the openings provided with the flanges 18 and 19 are provided for the optional installation of an earth 9, thereby the earth electrode 9 can either, as shown in Fig.1, above the housing 14 are installed or below, if require the concept of gas-insulated switchgear should.
  • On the remaining of the two flanges 18, 19 can, for example, detectors for monitoring the gas-insulated switchgear or, as shown in Fig.3, a Rupture disk 33 are flanged pressure-tight, which in Failure allows pressure relief of the housing 14.
  • the two flanges 18, 19 have a common installation axis 34 on.
  • the flange 20 is also for the pressure tight Installation of an earth 10 is provided, which is along a Installation axis 35 extends.
  • the two mounting axles 34.35 lie here in one plane with the actuation axis 27 what results in a particularly space-saving arrangement. For special ones The axes mentioned can also be used in various applications Levels.
  • the section through a separator according to the invention 3 shows the active parts of the isolator 8 in a highly simplified manner. Due to the partition isolators 22, 23, one of each two that can be brought to high voltage potential and opposite the Metal encapsulation of the gas-insulated switchgear potential shielded power connections 36,37 out. Of the Power connector 36 is fixed with a first one Contact carrier 38 of the disconnector 8 electrically connected. The power connector 37 has a second fixed one Contact carrier 39 of the disconnector 8 electrically connected.
  • the contact carriers 38, 39 are made of several, here components not shown assembled.
  • the contact carriers 38, 39 have a dielectric design, any edges are shielded.
  • a tulip-shaped Counter contact 40 embedded which is concentric to the mounting axis 34 is arranged and the contact pin 41 of the Erders 9 picks up when the Erder 9 is closed.
  • the fixed contact 42 of the Isolator 8 embedded which is concentric to the actuation axis 27 is arranged.
  • the contact carrier 38 is after the power connection 36 initially concentric to the longitudinal axis 21 arranged, the adjoining part of the contact carrier 38 is angled so that it, as in Fig.3 shown, extends somewhat below the longitudinal axis 21.
  • a surface 43 of this angled part extends perpendicular to the actuation axis 27.
  • a tulip-shaped counter contact 44 is embedded, which is arranged concentrically to the installation axis 35 and which receives the contact pin 45 of the earth 10 when the Earth 10 is closed.
  • a sliding contact 46 which is for the current transfer from the movable contact arrangement 30 of the disconnector 8 is provided on the contact carrier 39.
  • the sliding contact 46 is arranged concentrically to the actuation axis 27, it is with contact fingers, with contact blades or with spiral contacts Mistake.
  • the contact carrier 39 is after the power connection 37 initially arranged concentrically to the longitudinal axis 21, the adjoining part of the contact carrier 39 so that it is slightly bent, as shown in Fig.3 extends above the longitudinal axis 21.
  • a surface 47 of this angled part extends perpendicular to Actuator axis 27 of the disconnector 8.
  • the two surfaces 43 and 44 run parallel to one another at a distance 48, they are inclined by the angle ⁇ against the longitudinal axis 21.
  • the surfaces 43 and 44 decrease with increasing distance the actuation axis 27 in strongly rounded areas.
  • This distance 48 corresponds to the isolating distance of the isolator 8, all those occurring in operation at this point withstands operational stresses.
  • the disconnector drive 29 is designed that it has the movable contact arrangement in every possible operating case 30 safely into the intended switch-on position moved, so that a perfect power supply over the for it provided nominal current contacts, not described in detail is guaranteed.
  • the opening of the Isolator 8 always flawless.
  • the disconnector 8 can be installed in any installation position through the system concept of metal encapsulated gas-insulated switchgear is specified.
  • the earth electrodes 9.10 can also be operated regardless of position, so that too therefore there are no installation restrictions.
  • the earth electrode 9.10 can be used as a work earth as well as a quick earth be trained.
  • the assembly isolator 8 with front and downstream earthing 9.10 is very compact and takes up particularly little space in the axial direction, so that the panel with particularly small dimensions can be executed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE-A1-42 10 545 ergibt. In dieser Veröffentlichung ist ein Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage beschrieben, mit zwei in der isoliergasgefüllten Metallkapselung angeordneten und längs einer Achse miteinander kontaktierbaren oder voneinander trennbaren Schaltstücken mit jeweils einem stiftförmigen, axial erstreckten Vorzündkontakt, welcher bei einem beider Schaltstücke als Nachlaufkontakt ausgebildet ist, und mit einem den Vorzündkontakt eines feststehenden beider Schaltstücke koaxial umgebenden Festkontakt und einem an einem beweglichen beider Schaltstücke vorgesehenen Laufkontakt, welcher in der Einschaltposition mit dem Festkontakt einen Dauerstrompfad bildet.
Dieser Trenner weist eine vergleichsweise grosse axiale Ausdehnung aus. Dies ist dadurch bedingt, dass sowohl die eigentliche Trennstrecke des Trenners als auch sämtliche bewegten Teile auf einer Achse liegen, die mit der Längsachse der stromführenden Aktivteile der gasisolierten Schaltanlage zusammenfällt. Zusätzlich wurden durch den Nachlaufkontakt Konstruktionselemente in das bewegliche Schaltstück eingebracht, welche in axialer Richtung eine erhebliche Ausdehnung besitzen und hochspannungsmässig abgeschirmt werden müssen. Dies führt zu einer nicht unerheblichen Vergrösserung der bereits zu einem wesentlichen Teil durch die Isolierdistanz der offenen Trennstrecke bestimmten Trennschaltergeometrie in axialer Richtung.
Die Patentanmeldung FR-A-2 346 884 zeigt eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit einer Trenneranordnung bei welcher die Kontaktträger jeweils zwei aufwendig herzustellende Abwinklungen sowie zum Teil einen vergleichsweise grossen Abstand zur Längsachse der jeweiligen Sammelschiene aufweisen, sodass im Kurzschlussfall wegen dieser Abwinklungen in der Strombahn erhebliche elektrodynamische Kräfte auftreten.
Aus der Patentschrift US 5,001,599 ist eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit stufenförmig versetzt angeordneten Sammelschienen bekannt. Diese Versetzung wird durch schräg zur Längsachse der metallgekapselten gasisolierten Hochspannungsschaltanlage angeordnete Schaltgeräte ausgeglichen. Diese schräg angeordneten Schaltgeräte in Verbindung mit den versetzt angeordneten Sammelschienen verursachen eine nachteilige Volumenvergrösserung dieser Hochspannungsschaltanlage.
Die in der Patentanmeldung FR-A-2 629 283 gezeigte metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage weist versetzt angeordnete Sammelschienen auf, die zum Teil mit hochspannungstechnisch bedingten Abkröpfungen versehen sind.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Abmessungen in axialer Richtung vergleichsweise gering sind.
Der Trenner ist für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage vorgesehen. Er weist zwei in einem eine Längsachse aufweisenden, isoliergasgefüllten Gehäuse angeordnete Kontaktträger, mit einem als Trennstrecke ausgelegten Abstand zwischen einander gegenüber liegenden Oberflächen der beiden Kontaktträger auf. Der Trenner ist mit einer längs einer Betätigungsachse beweglichen Kontaktanordnung versehen, die im eingeschalteten Zustand des Trenners den Abstand elektrisch leitend überbrückt. Eine besonders in axialer Richtung platzsparende Trenneranordnung wird dadurch erreicht, dass die Längsachse des Gehäuses und die Betätigungsachse des Trenners miteinander einen ersten Winkel bilden, und dass die Oberflächen der beiden Kontaktträger im Bereich der Trennstrecke parallel zueinander verlaufen und gegenüber der Längsachse um einen zweiten Winkel abgewinkelt sind.
Besonders günstige Trennerausführungen ergeben sich, wenn die Winkelsumme des ersten Winkels und des zweiten Winkels einen Wert von 90° ergibt. Dabei kann der zweite Winkel in einem Bereich von 25° bis 35°, vorzugsweise jedoch bei 30° liegen.
Die Oberflächen der beiden Kontaktträger weisen im Bereich der Trennstrecke gegenüber der Betätigungsachse des Trenners einen dritten Winkel auf. Wird der dritte Winkel als rechter Winkel ausgebildet, so ergibt sich eine zweckmässige Ausführungsform des Trenners.
Eine besonders kurze Baugruppe ergibt sich daraus, dass in dem Gehäuse beidseitig der Trennstrecke je mindestens eine Einbaumöglichkeit für einen eine Einbauachse aufweisenden Erder vorgesehen ist.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich zudem, dass die Abschirmung der beweglichen Kontaktanordnung nun die axiale Baulänge des Trenners nicht mehr vergrössert.
Die offene Trennstrecke des Trenners ist mittels SF6 höchstzuverlässig isoliert. Der Trenner weist im geschlossenen Zustand eine optimale Nennstromtragfähigkeit, eine sehr gute Kurzschlussstromtragfähigkeit und Stossstromfestigkeit auf. Ferner weist er ein zuverlässiges Schaltvermögen bei kleinen kapazitiven Strömen auf, er beherrscht zudem das Umschalten bei einem unterbrechungslosen Sammelschienenwechsel.
Der Trenner weist getrennte Kontaktsysteme für die Dauerstromführung und für den eigentlichen Schaltvorgang auf. Die Dauerstromkontakte sind einfach und zuverlässig konstruiert, sie weisen eine minimale Anzahl von Einzelteilen auf. Die Kontaktbewegung erfolgt mittels eines elektrisch betriebenen, ausserhalb des mit SF6-Gas gefüllten Trennergehäuses angeordneten Trennerantriebs, der Trenner kann jedoch auch von Hand angetrieben werden. Eine derartige Konfiguration erleichtert die Wartungsarbeiten sehr vorteilhaft. Der Trenner ist mit einer mechanisch gekoppelten Stellungsanzeige versehen, ferner kann ein Schauglas vorgesehen werden für ein Endoskop zur Kontrolle der Position der Kontakte.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
  • Fig.1 eine Seitenansicht eines Abgangsfeldes einer gasisolierten Schaltanlage mit einem eingebauten Trenner nach der Erfindung,
  • Fig.2 eine Ansicht eines Gehäuses eines erfindungsgemässen Trenners, und
  • Fig.3 einen stark vereinfachten Schnitt durch einen erfindungsgemässen Trenner.
    • Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
    Die Fig.1 zeigt eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines Abgangs feldes 1 einer metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage. Dieses Abgangsfeld 1 weist einen Tragrahmen 2 auf, der aus einem Metallprofil gefertigt ist. An den Ecken des Tragrahmens 2 sind Winkelprofile 3 angebracht, welche der Verbindung des Tragrahmens 2 mit einem Fundament 4 dienen. Diese Verbindung kann kraftschlüssig ausgebildet sein, sie kann jedoch auch ein Gleiten des Tragrahmens 2 auf einer in das Fundament 4 eingelassenen und hier nicht dargestellten Tragschiene zulassen. Bei diesem Typ einer metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage sind die Sammelschienen 5 senkrecht übereinander an einer oder an beiden Seiten der senkrecht gestellten Leistungsschalter 6 angeordnet. Der Abgang ist mit einem Stromwandler 7 versehen, dem ein Trenner 8 nachgeschaltet ist. An beiden Seiten des Trenners 8 ist hier jeweils ein Erder 9,10 in das Gehäuse des Trenners 8 eingebaut. Nach dem Trenner 8 ist ein Spannungswandler 11 vorgesehen. Ein Kabelanschluss 12 verbindet das abgehende Hochspannungskabel 13 mit der gasisolierten Schaltanlage. Die Sammelschienen 5 weisen jeweils eine Längsachse auf. Die Längsachsen eines jeden der beiden Sammelschienensysteme liegen in einer Ebene senkrecht übereinander.
    Das in Fig.2 separat und vereinfacht dargestellte Gehäuse 14 des Trenners 8 weist eine Wandung aus Metall auf. In der Regel wird das Gehäuse 14 druckdicht aus einer Aluminiumlegierung gegossen. Das Gehäuse 14 weist sechs mit Flanschen 15 bis 20 versehene Öffnungen auf. Das Gehäuse 14 weist zudem eine Längsachse 21 auf, welche gleichzeitig die Mittelachse der in das Gehäuse 14 einmündenden Aktivteile der gasisolierten Schaltanlage darstellt. Die mit den Flanschen 15 und 16 versehenen Öffnungen werden bei der Trennermontage mit jeweils einem Schottungsisolator 22,23 gasdicht verschlossen, wie dies in Fig.3 schematisch dargestellt ist. Die mit dem Flansch 17 versehene Öffnung wird bei der Trennermontage mit einer metallischen Abdeckung 24 versehen, die einen Flansch 25 aufweist, der mit dem Flansch 17 gasdicht verschraubt wird. Gegenüber dem Flansch 25 ist an der Abdeckung 24 ein weiterer Flansch 26 angebracht. Der Flansch 26 dient der Befestigung einer druckfesten Durchführung für eine bei einem Schaltvorgang des Trenners 8 in Richtung einer Betätigungsachse 27 bewegbaren Isolierstoffstange 28. Die Isolierstoffstange 28 bewegt, durch einen ebenfalls mit dem Flansch 26 verbundenen Trennerantrieb 29 angetrieben, die, stark schematisiert dargestellte bewegliche Kontaktanordnunq 30 des Trenners 8. Die bewegliche Kontaktanordnung 30 ist von einer dielektrisch wirksamen Abschirmung 30a umgeben, die von der Isolierstoffstange 28 durchdrungen wird. Die Längsachse 21 und die Betätigungsachse 27 liegen in einer Ebene und sie schneiden sich unter einem Winkel α. Der Winkel α ist hier mit 60° ausgeführt. Durch die Schnittstelle 31 der Längsachse 21 mit der Betätigungsachse 27 führt eine weitere Achse 32, die mit der Betätigungsachse 27 einen Winkel δ bildet, der hier als rechter Winkel ausgebildet ist. Die Achse 32 bildet mit der Längsachse 21 einen Winkel β. Der Winkel β ist hier mit 30° ausgeführt. Es sind auch andere Winkel β möglich, wenn die übrigen Winkel entsprechend modifiziert werden, ein Winkelbereich von 25° bis 35° für diesen Winkel β lässt sich sinnvoll realisieren. Es wirkt sich bezüglich der Anordnung des Trenners 8 vorteilhaft aus, wenn die Winkelsumme des Winkels a und des Winkels β 90° ergibt.
    Die mit den Flanschen 18 und 19 versehenen Öffnungen sind für den wahlweisen Einbau eines Erders 9 vorgesehen, dabei kann der Erder 9 entweder, wie in Fig.1 gezeigt, oberhalb des Gehäuses 14 eingebaut werden oder auch unterhalb, wenn es das Konzept der gasisolierten Schaltanlage erfordern sollte. An den verbleibenden der beiden Flansche 18,19 können beispielsweise Detektoren für die Überwachung der gasisolierten Schaltanlage oder, wie in Fig.3 gezeigt, eine Berstscheibe 33 druckdicht angeflanscht werden, die im Fehlerfall eine Druckentlastung des Gehäuses 14 ermöglicht. Die beiden Flansche 18,19 weisen eine gemeinsame Einbauachse 34 auf. Der Flansch 20 ist ebenfalls für den druckdichten Einbau eines Erders 10 vorgesehen, der sich entlang einer Einbauachse 35 erstreckt. Die beiden Einbauachsen 34,35 liegen hier in einer Ebene mit der Betätigungsachse 27, was eine besonders platzsparende Anordnung ergibt. Für besondere Anwendungen können die erwähnten Achsen auch in verschiedenen Ebenen liegen.
    Der Schnitt durch einen erfindungsgemässen Trenner gemäss Fig.3 zeigt stark vereinfacht die Aktivteile des Trenners 8. Durch die Schottungsisolatoren 22,23 ist jeweils einer von zwei auf Hochspannungspotential bringbaren und gegenüber der Metallkapselung der gasisolierten Schaltanlage potentialmässig abgeschirmten Stromanschlüsse 36,37 geführt. Der Stromanschluss 36 ist mit einem ersten feststehenden Kontaktträger 38 des Trenners 8 elektrisch leitend verbunden. Der Stromanschluss 37 ist mit einem zweiten feststehenden Kontaktträger 39 des Trenners 8 elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktträger 38,39 sind aus mehreren, hier nicht dargestellten Komponenten zusammengefügt.
    Die Kontaktträger 38,39 sind dielektrisch günstig ausgeformt, etwaige Kanten sind mit Abschirmungen versehen. In den Kontaktträger 38 ist ein tulpenförmig ausgebildeter Gegenkontakt 40 eingelassen, der konzentrisch zur Einbauachse 34 angeordnet ist und der den Kontaktstift 41 des Erders 9 aufnimmt, wenn der Erder 9 geschlossen wird. Ferner ist in den Kontaktträger 38 der feststehende Kontakt 42 des Trenners 8 eingelassen, der konzentrisch zur Betätigungsachse 27 angeordnet ist. Der Kontaktträger 38, ist nach dem Stromanschluss 36 zunächst konzentrisch zur Längsachse 21 angeordnet, der daran anschliessende Teil des Kontaktträgers 38 ist so abgewinkelt, dass er sich, wie in Fig.3 gezeigt, etwas nach unterhalb der Längsachse 21 erstreckt. Eine Oberfläche 43 dieses abgewinkelten Teiles erstreckt sich senkrecht zur Betätigungsachse 27. In den Kontaktträger 39 ist ein tulpenförmig ausgebildeter Gegenkontakt 44 eingelassen, der konzentrisch zur Einbauachse 35 angeordnet ist und der den Kontaktstift 45 des Erders 10 aufnimmt, wenn der Erder 10 geschlossen wird. Ferner ist in den Kontaktträger 39 ein Gleitkontakt 46 eingelassen, der für den Stromübergang von der beweglichen Kontaktanordnung 30 des Trenners 8 auf den Kontaktträger 39 vorgesehen ist. Der Gleitkontakt 46 ist konzentrisch zur Betätigungsachse 27 angeordnet, er ist mit Kontaktfingern, mit Kontaktlamellen oder mit Spiralkontakten versehen. Der Kontaktträger 39 ist nach dem Stromanschluss 37 zunächst konzentrisch zur Längsachse 21 angeordnet, der daran anschliessende Teil des Kontaktträgers 39 ist so abgewinkelt, dass er sich, wie in Fig.3 gezeigt, etwas nach oberhalb der Längsachse 21 erstreckt. Eine Oberfläche 47 dieses abgewinkelten Teiles erstreckt sich senkrecht zur Betätigungsachse 27 des Trenners 8. Die beiden Oberflächen 43 und 44 verlaufen parallel zueinander in einem Abstand 48, sie sind um den Winkel β gegen die Längsachse 21 geneigt. Die Oberflächen 43 und 44 gehen mit zunehmendem Abstand von der Betätigungsachse 27 in stark abgerundete Bereiche über. Dieser Abstand 48 entspricht der Trennstrecke des Trenners 8, die im Betrieb allen an dieser Stelle auftretenden betriebsbedingten Spannungsbeanspruchungen standhält.
    Beim Einschalten des Trenners 8 wird durch die durch den Trennerantrieb 29 betätigte Isolierstoffstange 28 die bewegliche Kontaktanordnung 30 entlang der Betätigungsachse 27 auf den feststehenden Kontakt 42 zu bewegt. Eine gegebenenfalls durch Restladungen und/oder durch eine zwischen den Kontaktträgern 38,39 anliegende betriebsfrequente Spannung hervorgerufene Vorzündung zwischen der beweglichen Kontaktanordnung 30 und dem feststehenden Kontakt 42 wird durch den Trenner 8 einwandfrei beherrscht. Eine Ausweitung des Vorzündlichtbogens hin zur Wand des Gehäuses 14 kann, bedingt durch die geometrische Anordnung der Kontaktträger 38,39, nicht auftreten. Der Trennerantrieb 29 ist so ausgelegt, dass er in jedem möglichen Betriebsfall die bewegliche Kontaktanordnung 30 sicher in die vorgesehene Einschaltstellung bewegt, sodass eine einwandfreie Stromführung über die dafür vorgesehenen, nicht näher beschriebenen Nennstromkontakte gewährleistet ist. Ebenso erfolgt auch das Öffnen des Trenners 8 stets einwandfrei.
    Der Trenner 8 kann in jeder beliebigen Einbaulage eingebaut werden, die durch das Anlagenkonzept der metallgekapselten gasisolierten Schaltanlage vorgegeben wird. Die Erder 9,10 können ebenfalls lageunabhängig betätigt werden, sodass auch von daher keine Einbaubeschränkungen bestehen. Die Erder 9,10 können sowohl als Arbeitserder als auch als Schnellerder ausgebildet sein. Die Baugruppe Trenner 8 mit vor- und nachgeschalteten Erdern 9,10 ist sehr kompakt ausgeführt und beansprucht in axialer Richtung besonders wenig Platz, sodass das Schaltfeld mit besonders kleinen Abbmessungen ausgeführt werden kann.
    Abknickungen in der Strombahn der gasisolierten Schaltanlage haben zur Folge, dass an diesen Stellen im Fall des Auftretens von hohen Fehlerströmen, insbesondere von Stosskurzschlussströmen, hohe elektrodynamische Kräfte in der Strombahn auftreten. Die im Trenner 8 vorgesehenen abgewinkelten Kontaktträger 38,39 verursachen eine derartige Abknickung in der Strombahn. Dank der elektrodynamisch günstigen Ausbildung der Kontaktträger 38,39 in Verbindung mit dem zu ihnen bei geschlossenem Trenner 8 rechtwinklig angeordneten Nennstromkontakt der beweglichen Kontaktanordnung 30 kann die Abweichung der effektiven Strombahn von dem idealen Verlauf entlang der Längsachse 21 vergleichsweise klein gehalten werden. Diese kleine Abweichung hat zur Folge, dass die auf die Kontaktträger 38,39 bei elektrodynamischer Belastung einwirkenden Biegemomente vergleichsweise klein gehalten werden können, sodass die die Kontaktträger 38,39 tragenden Schottungsisolatoren 22,23 ohne zusätzliche Verstärkung diese Momente aufnehmen können.
    Es ist auch vorstellbar, bei einer weiteren Trennerausführung den Winkel β gegen Null gehen zu lassen, allerdings müssten dann die Kontaktträger 38,39 entsprechend abgekröpft ausgebildet werden. Wenn der Winkel β den Wert Null annimmt, steht die Betätigungsachse 27 des Trenners 8 senkrecht auf der Längsachse 21 des Gehäuses 14, und die Oberflächen 43 und 47 verlaufen parallel zur Längsachse 21. Eine derartige Konfiguration der Kontaktträger 38,39 bedingt zwar etwas grössere Gehäusedurchmesser, sie kann sich jedoch für besondere Anwendungen als sinnvoll erweisen.
    BEZEICHNUNGSLISTE
    1
    Abgangsfeld
    2
    Tragrahmen
    3
    Winkelprofil
    4
    Fundament
    5
    Sammelschienen
    6
    Leistungsschalter
    7
    Stromwandler
    8
    Trenner
    9,10
    Erder
    11
    Spannungswandler
    12
    Kabelanschluss
    13
    Hochspannungskabel
    14
    Gehäuse
    15 bis 20
    Flansch
    21
    Längsachse
    22,23
    Schottungsisolator
    24
    Abdeckung
    25,25
    Flansch
    27
    Betätigungsachse
    28
    Isolierstoffstange
    29
    Trennerantrieb
    30
    bewegliche Kontaktanordnung
    30a
    Abschirmung
    31
    Schnittstelle
    32
    Achse
    33
    Berstscheibe
    34,35
    Einbauachse
    36,37
    Stromanschlüsse
    38,39
    Kontaktträger
    40
    Gegenkontakt
    41
    Kontaktstift
    42
    feststehender Kontakt
    43
    Oberfläche
    44
    Gegenkontakt
    45
    Kontaktstift
    46
    Gleitkontakt
    47
    Oberfläche
    48
    Abstand
    α, β, δ
    Winkel

    Claims (9)

    1. Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage, welche spannungsbeaufschlagte, entlang einer Längsachse (21) (eines Isoliergasgefüllten gehaüses) erstreckte Aktivteile aufweist, mit zwei Kontaktträgern (38,39), von denen jeweils ein erster Abschnitt entlang der Längsachse (21) erstreckt angeordnet ist und ein daran anschliessender zweiter Abschnitt gegen die Längsachse (21) abgewinkelt ist, mit einem als Trennstrecke ausgelegten Abstand (48) zwischen einander parallel gegenüberliegenden Oberflächen (43,47) der beiden Kontaktträger (38,39), mit einer längs einer Betätigungsachse (27) beweglichen Kontaktanordnung (30), die im eingeschalteten Zustand des Trenners (8) den als Trennstrecke ausgelegten Abstand (48) elektrisch leitend überbrückt, wobei die Längsachse (21) und die Betätigungsachse (27) unter einem ersten Winkel (α) auf einander treffen, dadurch gekennzeichnet,
      dass die einander parallel gegenüberliegenden Oberflächen (43,47) jeweils auf je einem an den ersten Abschnitt anschliessenden Teil des zweiten Abschnitts angeordnet sind, und
      dass diese Oberflächen (43,47) gegenüber der Längsachse (21) um einen zweiten Winkel (β) abgewinkelt sind.
    2. Trenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
      dass die Winkelsumme des ersten Winkels (α) und des zweiten Winkels (β) 90° ergibt.
    3. Trenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
      dass der zweite Winkel (β) in einem Bereich von 25° bis 35°, vorzugsweise jedoch bei 30° liegt.
    4. Trenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
      dass die Längsachse (21) und die Betätigungsachse (27) in einer Ebene liegen.
    5. Trenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
      dass die Oberflächen (43,47) der beiden Kontaktträger (38,39) im Bereich der Trennstrecke gegenüber der Betätigungsachse (27) des Trenners (8) um einen dritten Winkel (6) geneigt sind.
    6. Trenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
      dass der dritte Winkel (δ) als rechter Winkel ausgebildet ist.
    7. Trenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
      dass in dem Gehäuse (14) beidseitig der Trennstrecke je mindestens eine Einbaumöglichkeit für einen eine Einbauachse (34,35) aufweisenden Erder (9,10) vorgesehen ist.
    8. Trenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
      dass die Einbauachsen (34,35) senkrecht zur Längsachse (21) stehen.
    9. Trenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
      dass die Einbauachsen (34,35) der Erder (9,10) in einer Ebene mit der Betätigungsachse (27) liegen.
    EP94110054A 1994-04-19 1994-06-29 Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage Expired - Lifetime EP0678952B1 (de)

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